JP6426241B1 - アルミニウム管部材の電磁成形装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電磁成形が必要な箇所において、電磁成形に必要な量の誘導電流を精度よく流すことができるアルミニウム管部材の電磁成形装置を提供する。【解決手段】アルミニウム管部材の電磁成形装置１００は、基板４１を有する治具プレート３１と、基板４１上に設けられ、アルミニウム管部材を支持する支持部材４３，４５，４７，４９と、支持部材４３，４５，４７，４９に支持されたアルミニウム管部材の軸方向に移動可能な電磁成形コイル部２９Ａ，２９Ｂと、を備える。治具プレート３１の基板４１の上面と下面の少なくとも一方の全面には、絶縁層８５が設けられている。【選択図】図４

Description

本発明は、アルミニウム管部材の電磁成形装置に関する。

自動車の構造部品は、コストや溶接等の施工性の観点から鋼部材が多く用いられている。近年の燃費向上の要求から、鋼部材からなる自動車構造部品の一部を軽量な部材で置き換えることが行われており、パネル部材の他、フレーム部材にもそのような軽量化部材を適用することが検討されている。
中でもフレーム部材やレインフォースは、径に比較して全長が長い長尺な管部材で形成されており、外周面にブラケット等が溶接により取り付けられる。しかし、溶接による部材の取り付けは熱歪が生じる可能性が大きいため、拡管によるかしめ加工の取り付けが検討されている。この拡管によるかしめ加工として、液圧や電磁成形により行う技術が知られている（特許文献１）。

特開２００６−２６４４６９号公報

フレーム部材やインパネレインフォース等の管部材は、径の異なる管部材同士を直列に組み合わせて配置される場合が多い。上記特許文献１の技術では、管部材の全長にわたって圧力を付与して成形するため、拡管が不要な部分には押さえ具等の配置が必要となり、そのためのセッティングが煩雑になる。また、場所により管径が異なる管部材の場合、管径に応じて拡管力が異なるため、精度の良い拡管ができない。
更に、電磁成形においては、アルミニウム管部材に、電磁コイルの導体に流れる電流と反対方向の誘導電流が流れる。この誘導電流がアルミニウム管部材を支持する治具類に漏れ出し、拡管に必要な誘導電流が不足して拡管不良を生じる場合がある。また、漏れ出した電流により治具や装置との間でスパークを生じる場合がある。

本発明は、上記の問題を解決するもので、電磁成形が必要な箇所において、電磁成形に必要な量の誘導電流を精度よく流すことができるアルミニウム管部材の電磁成形装置の提供を目的とする。

本発明は下記構成からなる。
アルミニウム管部材の電磁成形装置であって、
基板を有する治具プレートと、
前記基板上に設けられ、前記アルミニウム管部材を支持する支持部材と、
前記支持部材に支持された前記アルミニウム管部材の軸方向に移動可能な電磁成形コイル部と、
を備え、
前記治具プレートの前記基板の上面と下面の少なくとも一方の全面に、絶縁層が設けられているアルミニウム管部材の電磁成形装置。

本発明のアルミニウム管の電磁成形装置によれば、電磁成形が必要な箇所において、電磁成形に必要な量の誘導電流を精度よく流すことができるため、精度の高い電磁成形が可能となる。

電磁成形された成形体を模式的に示す外観斜視図である。 第１構成例の電磁成形装置の概略平面図である。 治具プレートの斜視図である。 拡管ステージＳＴ２における治具プレートを側方から見た治具プレートの一部断面側視図である。 治具プレートの支持部材にアルミニウム管部材を挿入する管挿入工程を段階的に示す工程説明図である。 治具プレートの支持部材にアルミニウム管部材を挿入する管挿入工程を段階的に示す工程説明図である。 治具プレートに支持されたアルミニウム管部材に電磁成形コイル部を挿入してアルミニウム管部材を拡管する拡管工程を段階的に示す工程説明図である。 治具プレートに支持されたアルミニウム管部材に電磁成形コイル部を挿入してアルミニウム管部材を拡管する拡管工程を段階的に示す工程説明図である。 治具プレートに支持されたアルミニウム管部材に電磁成形コイル部を挿入してアルミニウム管部材を拡管する拡管工程を段階的に示す工程説明図である。 アルミニウム管部材の電磁成形前の断面図である。 アルミニウム管部材の電磁成形後の断面図である。 第２構成例の電磁形成装置により作製する成形体を模式的に示す外観斜視図である。 図８に示す成形体が支持された治具プレートの斜視図である。 図９に示す金型のＰ１−Ｐ１線断面図で、電磁成形前の金型とアルミニウム管部材の断面図である。 図１０Ａの電磁成形後の金型とアルミニウム管部材の断面図である。 第２構成例のアルミニウム管部材の電磁成形装置を示す概略平面図である。 大径管部材と小径管部材とが金型にセットされた電磁成形前の状態を示す断面図である。 図１２Ａの電磁成形後の状態を示す断面図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。
＜成形体の構成＞
図１は電磁成形された成形体を模式的に示す外観斜視図である。
成形体１１は、アルミニウム管部材１３と、アルミニウム管部材１３の外周に設けられたブラケット１５，１７と、アルミニウム管部材１３の両端に設けられたブラケット１９Ａ，１９Ｂとを有する。ブラケット１５，１７，１９Ａ，１９Ｂは、それぞれ貫通孔５９が形成され、各貫通孔５９にアルミニウム管部材１３が挿通された状態で固定されている。

アルミニウム管部材１３は、円管に限らず、断面が正方形又は長方形の四角管、断面が六角形の六角管、断面が八角形の八角管であってもよく、押出成形や板材の溶接により製造できる。アルミニウム管部材１３の材質は、アルミニウム合金（ＪＩＳ６０００系、７０００系等）が好適な材料として挙げられる。

ブラケット１５，１７，１９Ａ，１９Ｂ（以下、これらを纏めてブラケットとも呼称する）は、アルミニウム管部材１３と一体に構成される剛性部材である。ブラケットの材質としては、鋼、アルミ押出材、アルミ鋳物、樹脂射出成形材等が好適な材料として挙げられる。

＜電磁成形装置の第１構成例＞
次に、アルミニウム管部材１３の外周にブラケットがかしめられた成形体１１を電磁成形により作製する電磁成形装置１００の構造を説明する。

図２は第１構成例の電磁成形装置１００の概略平面図である。
電磁成形装置１００は、複数の治具プレート３１と、治具プレート搬送機構３３と、管挿入機構３５と、第１コイルユニット３０Ａ及び第２コイルユニット３０Ｂと、第１コイル移動機構３７Ａ及び第２コイル移動機構３７Ｂと、電流供給部３９Ａ，３９Ｂとを備える。以下、各部の詳細について順次に説明する。

この電磁成形装置１００は、管挿入ステージＳＴ１と、拡管ステージＳＴ２とを有する。各ステージを概略的に説明すると、管挿入ステージＳＴ１では、管挿入機構３５により、アルミニウム管部材１３を治具プレート３１に移載する。治具プレート搬送機構３３は、管挿入後の治具プレート３１を管挿入ステージＳＴ１から拡管ステージＳＴ２に搬送する。

拡管ステージＳＴ２では、第１コイル移動機構３７Ａにより第１コイルユニット３０Ａを、治具プレート３１に支持されたアルミニウム管部材１３の管内に挿入する。また、第２コイル移動機構３７Ｂにより第２コイルユニット３０Ｂを、治具プレート３１に支持されたアルミニウム管部材１３の管内に挿入する。そして、電流供給部３９Ａにより第１コイルユニット３０Ａの第１電磁成形コイル部２９Ａを通電し、電流供給部３９Ｂにより第２コイルユニット３０Ｂの第２電磁成形コイル部２９Ｂを通電する。これにより、アルミニウム管部材１３を電磁成形により拡管する。

＜治具プレート＞
図３は治具プレート３１の斜視図である。同図には、アルミニウム管部材１３を点線で示し、アルミニウム管部材１３に固定される各種ブラケット１５，１７，１９Ａ，１９Ｂも示してある。

治具プレート３１は、基板４１と、基板４１上に固定されるブラケットホルダ５１，５３，５５，５７とを有する。

基板４１は、鋼材、アルミニウム合金材などの金属板、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）等の繊維強化プラスチックなどを好適に採用でき、曲げや反りが少ない剛性の高い材料を使用する必要がある。基板４１は１枚の平板状の部材のみならず、角柱状の部材形状であってもよい。

ブラケットホルダ５１は、ブラケット１９Ａを保持し、ブラケット１９Ａと共に支持部材４３を構成する。同様に、ブラケットホルダ５３は、ブラケット１７を保持して支持部材４５を構成し、ブラケットホルダ５５は、ブラケット１５を保持して支持部材４７を構成し、ブラケットホルダ５７は、ブラケット１９Ｂを保持して支持部材４９を構成する。各ブラケットホルダ５１，５３，５５，５７は、不図示のトグルクランプ等によって、各種ブラケットを外側から締め付けて固定する。

ブラケットホルダ５１，５３，５５，５７に固定される各ブラケット１５，１７，１９Ａ，１９Ｂには、アルミニウム管部材１３を挿通する貫通孔５９が同軸に配置される。つまり、治具プレート３１に立設された支持部材４３，４５，４７，４９には、全ての貫通孔５９が同軸に配置され、各貫通孔５９は、アルミニウム管部材１３の挿入時にアルミニウム管部材１３を案内する。

図４は拡管ステージＳＴ２における治具プレート３１を側方から見た治具プレートの一部断面側視図である。
図示例のように、治具プレート３１の基板４１の下面には、全面にわたって絶縁層８５が設けられている。搬送用レール３４は、絶縁層８５を介して治具プレート３１を支持することで、治具プレート３１と搬送用レール３４とは、互いに電気的に絶縁された状態となる。この絶縁層８５としては、例えば、フェノール樹脂（ベークライト（登録商標））等が適用可能である。絶縁層８５は、基板４１への射出成形によって形成してもよく、溶融樹脂を基板４１に塗布して形成してもよい。また、樹脂の固形板を基板４１に貼り付けたもの、締結具で固定したものであってもよい。

基板４１に絶縁層８５を設けることにより、電磁成形時にアルミニウム管部材１３に発生する誘導電流の治具プレート等への流出がなくなり、アルミニウム管部材１３の電磁成形量を確保できる。なお、絶縁層８５は、本構成の電磁成形装置１００のように治具プレート３１が下側から支持される場合、基板４１の下面全面に設けることが好ましく、誘導電流の導通をより確実に遮断できる。一方、絶縁層８５を基板４１の上面に設けた場合、絶縁層が厚くなると、支持部材４３，４５，４７，４９の位置ずれが生じやすくなる。そのため、アルミニウム管部材１３を高精度に位置決めした状態で支持するには、絶縁層８５を基板４１の下面側に設けることがより好ましい。なお、上面側、下面側の両方に絶縁層８５を設けてもよい。

更に、治具プレートが上側から支持される場合には、基板４１の上面に絶縁層を設けることが好ましい。その場合、更に基板４１の下面を含めた基板全面に絶縁層を設けることで、誘導電流の絶縁性能をより高められる。

＜管挿入機構＞
図２に示す管挿入ステージＳＴ１の治具プレート３１の一端側には、ベース６７が設けられる。ベース６７上には管挿入機構３５が設けられる。管挿入機構３５は、アルミニウム管部材１３を治具プレート３１へ向けて軸方向に移動させる。これにより、管挿入機構３５は、アルミニウム管部材１３を支持部材４３，４５，４７，４９の各貫通孔５９に挿入させる。

ベース６７は、治具プレート搬送機構３３と同じ設置面上に置かれるため、ベース６７の上面と、治具プレート搬送機構３３に載置された治具プレート３１の基板４１との高い平行度が維持される。そして、管挿入の際、治具プレート３１上の支持部材４３，４５，４７，４９の貫通孔５９が、アルミニウム管部材１３を案内するガイド孔として機能するので、アルミニウム管部材１３に芯ずれが生じることを防止できる。

＜コイルユニット＞
第１コイルユニット３０Ａと第２コイルユニット３０Ｂは、拡管ステージＳＴ２における治具プレート３１を挟んだ両脇に配置される。第１コイルユニット３０Ａのアルミニウム管部材１３側の先端には第１電磁成形コイル部２９Ａが配置され、第２コイルユニット３０Ｂのアルミニウム管部材１３側の先端には第２電磁成形コイル部２９Ｂが配置される。

第１電磁成形コイル部２９Ａと第２電磁成形コイル部２９Ｂは、第１コイルユニット３０Ａ、第２コイルユニット３０Ｂの長手方向における、導線が軸芯部材に巻き回された部分であり、電磁成形に寄与する磁力を発生させる。

第１コイルユニット３０Ａと第２コイルユニット３０Ｂとは、同軸で、且つ軸方向に対向して配置される。

第１コイルユニット３０Ａは、先端の第１電磁成形コイル部２９Ａを除いた領域が樹脂製の支持体からなり、支持体の内部には、第１電磁成形コイル部２９Ａに接続される不図示の導線が埋設されている。第２コイルユニット３０Ｂも同様に、第２電磁成形コイル部２９Ｂを除いた領域が樹脂製の支持体からなり、支持体の内部には、第２電磁成形コイル部に接続される不図示の導線が埋設されている。第１コイルユニット３０Ａと第２コイルユニット３０Ｂの基端には、それぞれ後述するコイル端子部６１Ａ，６１Ｂが接続される。

＜コイル移動機構＞
拡管ステージＳＴ２の治具プレート３１を挟んだ両脇には、ベース６９Ａ，６９Ｂが設けられる。ベース６９Ａには第１コイルユニット３０Ａを支持する第１コイル移動機構３７Ａが配置され、ベース６９Ｂには第２コイルユニット３０Ｂを支持する第２コイル移動機構３７Ｂが配置される。

第１コイル移動機構３７Ａは、第１コイルユニット３０Ａを把持する電気絶縁性材料からなるチャッキング部３８Ａと、ボールスプライン、リニア駆動機構等の図示しない駆動部とを有する。駆動部は第１コイルユニット３０Ａを軸方向に進退可能に駆動する。第２コイル移動機構３７Ｂも同様に、第２コイルユニット３０Ｂを把持する電気絶縁性材料からなるチャッキング部３８Ｂと、上記した図示しない駆動部とを有し、駆動部は第２コイルユニット３０Ｂを軸方向に進退可能に駆動する。

第１コイル移動機構３７Ａは、第１コイルユニット３０Ａをアルミニウム管部材１３の管内に挿入させる。また、第２コイル移動機構３７Ｂは、第２コイルユニット３０Ｂをアルミニウム管部材１３の管内に挿入させる。第１コイルユニット３０Ａと第２コイルユニット３０Ｂの挿入動作は、同時であってもよく、挿入のタイミングを互いにずらしてもよい。

第１コイル移動機構３７Ａによる第１コイルユニット３０Ａの移動と、第２コイル移動機構３７Ｂによる第２コイルユニット３０Ｂの移動によって、第１電磁成形コイル部２９Ａと第２電磁成形コイル部２９Ｂとが所望の拡管箇所に配置される。

＜電流供給部＞
電流供給部３９Ａは、第１電磁成形コイル部２９Ａに電磁成形のための電流を供給し、電流供給部３９Ｂは、第２電磁成形コイル部２９Ｂに電磁成形のための電流を供給する。電流供給部３９Ａは、第１コイルユニット３０Ａの基端側に設けたコイル端子部６１Ａと、電源部６３Ａと、電源部６３Ａとコイル端子部６１Ａとを接続する高圧電源ケーブル６５Ａとを有する。また、電流供給部３９Ｂは、第２コイルユニット３０Ｂの基端側に設けたコイル端子部６１Ｂと、電源部６３Ｂと、電源部６３Ｂとコイル端子部６１Ｂとを接続する高圧電源ケーブル６５Ｂとを有する。

電源部６３Ａ，６３Ｂは、コンデンサに充電したエネルギーを、スイッチを通じて、数ミリｓｅｃ以内の極めて短い時間でパルス状の大電流として出力する。出力されたパルス電流は、高圧電源ケーブル６５Ａ，６５Ｂを通じて、第１電磁成形コイル部２９Ａ、第２電磁成形コイル部２９Ｂに供給される。なお、上記スイッチとしては、ギャップスイッチ、サイラトロンスイッチ、半導体スイッチ、メカニカルスイッチ、イグナイトロンスイッチ等が利用可能である。

＜治具プレート搬送機構＞
治具プレート搬送機構３３は、一対の搬送用レール３４と、搬送用レール３４に沿って配置され、コンベヤチェーンが周回する搬送用コンベヤ３６とを有する。搬送用コンベヤ３６には治具プレート３１が載置され、コンベヤチェーンの駆動によって治具プレート３１を搬送用レール３４に沿って搬送する。つまり、治具プレート搬送機構３３は、治具プレート３１を、搬送用レール３４に沿って管挿入ステージＳＴ１から拡管ステージＳＴ２に搬送する。

治具プレート搬送機構３３は、上記した方式の他、ベルト搬送方式、ウォーキングビーム方式等、種々の搬送方式を採用できる。なお、設備の省スペース化、タクトタイムの短縮化の観点から、管挿入ステージＳＴ１と拡管ステージＳＴ２とを、管挿入方向及びコイルユニットの進退方向（軸方向）を平行に揃えて並列配置することが好ましい。また、治具プレート３１は、上記軸方向に直交する方向へ搬送する形態が好ましい。

＜アルミニウム管部材の電磁成形工程＞
次に、図１に示すアルミニウム管部材１３を上記構成の電磁成形装置１００により電磁成形する工程を順次説明する。

図５Ａ、図５Ｂは治具プレートの支持部材４３，４５，４７，４９にアルミニウム管部材１３を挿入する管挿入工程を段階的に示す工程説明図である。
まず、アルミニウム管部材１３を用意して、このアルミニウム管部材１３を、図５Ａに示すように管挿入機構３５に備わるチャッキング機構に取り付ける。

また、治具プレート３１の支持部材４３，４５，４７，４９には、ブラケット１９Ａ，１７，１５，１９Ｂ（図３参照）を取り付ける。各種ブラケットは、それぞれ貫通孔５９を同軸にしてブラケットホルダ５１，５３，５５，５７に固定される。つまり、アルミニウム管部材１３、支持部材４３，４５，４７，４９の各貫通孔５９は、軸線Ａｘを軸心として同軸に配置される。

（管挿入工程）
次に、管挿入機構３５の駆動により、図５Ｂに示すように、アルミニウム管部材１３を、治具プレート３１に向けて移動させる。すると、アルミニウム管部材１３は、管端部１３ａから支持部材４９、支持部材４７、支持部材４５、支持部材４３の各貫通孔５９に順次挿通され、管端部１３ａが支持部材４７の貫通孔５９から突出した位置に配置される。

この状態で、アルミニウム管部材１３は、軸線Ａｘを軸心として支持部材４３，４５，４７，４９に、同軸状態に精度よく保持されて位置決めされる。管挿入機構３５は、アルミニウム管部材１３を治具プレート３１に移載した後、図５Ａに示す退避位置まで後退される。

（拡管工程）
次に、治具プレート搬送機構３３は、図２に示す管挿入ステージＳＴ１において上記のようにアルミニウム管部材１３が支持された治具プレート３１を、治具プレート搬送機構３３によって拡管ステージＳＴ２に搬送する。

図６Ａ、図６Ｂ、図６Ｃは治具プレート３１に支持されたアルミニウム管部材１３に電磁成形コイル部を挿入してアルミニウム管部材１３を拡管する拡管工程を段階的に示す工程説明図である。

図６Ａに示すように、拡管ステージＳＴ２に搬送された治具プレート３１には、第１コイル移動機構３７Ａのチャッキング部３８Ａに支持された第１コイルユニット３０Ａと、第２コイルユニット３０Ｂのチャッキング部３８Ｂに支持された第２コイルユニット３０Ｂとが、対向して配置される。

そして、図６Ｂに示すように、第１コイル移動機構３７Ａと第２コイル移動機構３７Ｂは、互いに治具プレート３１に向けて第１コイルユニット３０Ａと第２コイルユニット３０Ｂを移動させる。第１コイルユニット３０Ａの先端に設けた第１電磁成形コイル部２９Ａは、支持部材４５の軸方向位置に配置され、第２コイルユニット３０Ｂの先端に設けた第２電磁成形コイル部２９Ｂは、支持部材４７の軸方向位置に配置される。

次に、図６Ｂに示す状態で、電流供給部３９Ａ，３９Ｂ（図２参照）によって第１電磁成形コイル部２９Ａと第２電磁成形コイル部２９Ｂに通電する。これにより、支持部材４５の位置と支持部材４７の位置で、アルミニウム管部材１３が電磁成形により拡管すると共に、アルミニウム管部材１３が拡管によって支持部材４７，４５のブラケット１５，１７にかしめられる。

更に、図６Ｃに示すように、第１コイル移動機構３７Ａにより、第１コイルユニット３０Ａを軸方向に移動させ、第１電磁成形コイル部２９Ａを支持部材４３の軸方向位置に配置する。また、第２コイル移動機構３７Ｂにより、第２コイルユニット３０Ｂを軸方向に移動させ、第２電磁成形コイル部２９Ｂを支持部材４９の軸方向位置に配置する。

この状態で、電流供給部３９Ａ，３９Ｂ（図２参照）によって第１電磁成形コイル部２９Ａと第２電磁成形コイル部２９Ｂに通電する。これにより、支持部材４３，４９の位置では、アルミニウム管部材１３が電磁成形により拡管され、支持部材４３，４９のブラケット１９Ａ，１９Ｂにかしめられる。

図７Ａはアルミニウム管部材１３の電磁成形前の断面図、図７Ｂはアルミニウム管部材１３の電磁成形後の断面図である。
電磁成形後のアルミニウム管部材１３は、上記した第１電磁成形コイル部２９Ａ、第２電磁成形コイル部２９Ｂを配置した位置で拡管される。即ち、ブラケット１５の軸方向位置では、アルミニウム管部材１３が電磁成形により拡管してブラケット１５にかしめられる。同様に、ブラケット１７，１９Ａ，１９Ｂの軸方向位置においても、それぞれアルミニウム管部材１３がブラケット１７，１９Ａ，１９Ｂにかしめられる。これにより、図１に示す状態の成形体１１が得られる。

上記した電磁成形の後、図３に示す支持部材４３，４５，４７，４９の各ブラケットホルダ５１，５３，５５，５７の固定を解除することで、各種ブラケット１５，１７，１９Ａ，１９Ｂがかしめ固定された成形体１１を取り出す。

成形体１１の取り出しは、図２に示す拡管ステージＳＴ２で行ってもよいが、治具プレート搬送機構３３により治具プレート３１を更に搬送方向先方に搬送し、拡管ステージＳＴ２よりも搬送方向先方で行ってもよい。

本構成のアルミニウム管部材の電磁成形装置１００においては、アルミニウム管部材１３の全長に比べて短尺である第１電磁成形コイル部２９Ａと第２電磁成形コイル部２９Ｂを、所望の成形箇所にそれぞれ配置して、電磁成形によりアルミニウム管部材１３を拡径する。これによれば、アルミニウム管部材１３の全長にわたって電磁成形コイル部を配置する場合と比較して、電磁成形コイル部に流れる電流のロスを小さくできる。そのため、電磁成形による拡管が必要な場所で、必要な電流量を十分に流すことができ、アルミニウム管部材１３の電磁成形量にバラツキを生じさせることがない。よって、高精度な電磁成形が可能となる。更に、各ブラケット１５，１７，１９Ａ，１９Ｂは、それぞれの配置位置でアルミニウム管部材１３と精度良く堅固にかしめられる。

また、本構成の電磁成形装置１００によれば、アルミニウム管部材１３が、支持部材４３，４５，４７，４９によって治具プレート３１上で高精度に位置決めされる。且つ、第１コイルユニット３０Ａ，第２コイルユニット３０Ｂが、第１コイル移動機構３７Ａと第２コイル移動機構３７Ｂによって高精度に同軸で支持される。また、治具プレート搬送機構３３が、支持部材４３，４５，４７，４９によりアルミニウム管部材１３が支持された治具プレート３１を、その支持形態を維持したまま、次の拡管ステージＳＴ２に搬送する。

治具プレート３１の基板４１の下面全面には、絶縁層８５が形成されるため、電磁成形コイル部によってアルミニウム管部材１３に生じる誘導電流が、支持部材４３，４５，４７，４９を介して基板４１に導通されることを確実に防止できる。これにより、電磁成形に必要な誘導電流を確保でき、高精度な電磁成形が可能となる。

なお、図２に示す管挿入ステージＳＴ１は、治具プレート３１の片側のみからアルミニウム管部材１３を移動させる構成を示したが、これに限らない。例えば、図中点線で示すように、管挿入ステージＳＴ１の治具プレート３１の軸方向両側からそれぞれアルミニウム管部材を移動させて治具プレート３１にセットする構成であってもよい。その場合のアルミニウム管部材は、一方の管端部を他方の管端部に挿入して径方向に重なる重なり部を形成できる径差を有するものとし、それぞれがいずれかの支持部材４３，４５，４７，４９に支持される。

＜電磁成形装置の第２構成例＞
次に、アルミニウム管部材の電磁成形装置の第２構成例を説明する。
図８は第２構成例の電磁形成装置により作製する成形体１１Ａを模式的に示す外観斜視図である。
成形体１１Ａは、図１に示す成形体１１のアルミニウム管部材１３に、径方向外側に突出するエンボス部７１，７３を設けた点以外は、前述の成形体１１と同様の構成である。

エンボス部７１は、アルミニウム管部材１３のブラケット１９Ａとブラケット１７との間に配置され、エンボス部７３は、アルミニウム管部材１３のブラケット１９Ｂとブラケット１５との間に配置される。各エンボス部７１，７３は、他の部材を取り付けるための平坦な取付面７１ａ，７３ａを有する。

図９は図８に示す成形体１１Ａが支持された治具プレート３１Ａの斜視図である。
本構成の治具プレート３１Ａは、図３に示す治具プレート３１にエンボス加工用の金型７５，７７を設けた点以外は、前述の治具プレート３１と同様の構成である。金型７５は、支持部材４３と支持部材４５との間の基板４１上に配置され、金型７７は、支持部材４７と支持部材４９との間の基板４１上に配置される。

図１０Ａは図９に示す金型７５のＰ１−Ｐ１線断面図で、電磁成形前の金型７５とアルミニウム管部材１３の断面図、図１０Ｂは図１０Ａの電磁成形後の金型７５とアルミニウム管部材１３の断面図である。

金型７５は、図１０Ａに示すようにアルミニウム管部材１３を径方向に挟持する一対の割り型７５Ａ，７５Ｂで構成される。割り型７５Ａ，７５Ｂの内側面には、アルミニウム管部材１３の外径に略等しい直線溝７９と、割り型７５Ａ，７５Ｂの軸方向中央で径方向外側に凹む円環溝８１（キャビティ）とが形成される。円環溝８１は、図１０Ｂに示すように、図中点線で示す電磁成形コイル部２９の通電による電磁成形によって溝形状（キャビティ形状）をアルミニウム管部材１３に転写し、アルミニウム管部材１３に取付面７１ａ（図８参照）を有するエンボス部７１を形成させる。

また、金型７５のパーティング面（割型の合わせ面）には、例えばフェノール樹脂等の樹脂材の被膜である絶縁被膜８６が形成される。好ましくは、パーティング面に加えてキャビティ画成面を含む領域にも形成される。この絶縁被膜８６によって、拡管時に金型７５のパーティング面同士の隙間、金型７５とアルミニウム管部材の間で発生するスパークを防止し、金型や製品にダメージを与えることを防止する。

図９に示す金型７７についても同様に、一対の割り型８９Ａ，８９Ｂを有し、各割り型８９Ａ，８９Ｂは、小径管部材２３の外径に応じた直線溝と円環溝（キャビティ）とを有し、上記同様に絶縁被膜８６が設けられる。この金型７７によって、小径管部材２３に取付面７３ａを有するエンボス部７３が形成される。

上記のように、キャビティにフラット部や凸部形状、ビード形状等を設けた分割金型を配置して電磁成形を行うことにより、金型のキャビティにアルミニウム管部材が押し付けられ、ブラケットやボルト・ナットの取り付け面等を容易に成形できる。また、その他にも、ビードやエンボス加工、孔開け加工、バーリング加工等をすることもできる。

次に、上記した金型７５，７７を備える治具プレート３１Ａを用いる電磁成形装置２００の構成を説明する。
図１１は第２構成例のアルミニウム管部材の電磁成形装置２００を示す概略平面図である。
本構成の電磁成形装置２００は、図２に示す電磁成形装置１００の管挿入ステージＳＴ１と拡管ステージＳＴ２に加えて、エンボス部加工用の拡管ステージＳＴ３を更に備える。

拡管ステージＳＴ３は、拡管ステージＳＴ２と基本的な構成は同様である。ベース７０Ａには、第３コイルユニット３０Ｃを支持する第３コイル移動機構３７Ｃが配置される。また、ベース７０Ｂには、第４コイルユニット３０Ｄを支持する第４コイル移動機構３７Ｄが配置される。

第３コイルユニット３０Ｃは、アルミニウム管部材１３を金型７５の軸方向位置で拡管させる第３電磁成形コイル部２９Ｃを有する。また、第４コイルユニット３０Ｄは、アルミニウム管部材１３を金型７７の軸方向位置で拡管させる第４電磁成形コイル部２９Ｄを有する。

第３コイル移動機構３７Ｃのコイル端子部６１Ａには、電源部６３Ａに接続された高圧電源ケーブル６５Ｃが接続される。また、第４コイル移動機構３７Ｄのコイル端子部６１Ｂには、電源部６３Ｂに接続された高圧電源ケーブル６５Ｄが接続される。

上記構成の電磁成形装置２００では、前述した管挿入ステージＳＴ１の管挿入工程と、拡管ステージＳＴ２の拡管工程とが実施され、拡管ステージＳＴ２に配置された治具プレート３１Ａが、治具プレート搬送機構３３により拡管ステージＳＴ３に搬送される。

拡管ステージＳＴ３に搬送された治具プレート３１Ａに支持されたアルミニウム管部材１３には、前述した拡管工程によって各種ブラケット１５，１７，１９Ａ，１９Ｂ（図８参照）がかしめられている。

拡管ステージＳＴ３では、かしめ完了後のアルミニウム管部材１３の管内に第３コイルユニット３０Ｃを挿入し、先端の第３電磁成形コイル部２９Ｃを金型７５の軸方向位置に配置する。また、かしめ完了後のアルミニウム管部材１３の管内に第４コイルユニット３０Ｄを挿入し、先端の第４電磁成形コイル部２９Ｄを金型７７の軸方向位置に配置する。そして、電流供給部３９Ａ，３９Ｂにより第３電磁成形コイル部２９Ｃと第４電磁成形コイル部２９Ｄに通電して、アルミニウム管部材１３に図８に示すエンボス部７１，７３を電磁成形する。

なお、上記例では、電磁成形装置２００が、管挿入ステージＳＴ１と、２つの拡管ステージＳＴ２，ＳＴ３を備える構成であるが、必要に応じて、更に他の加工ステージを備えた構成にすることができる。

この電磁成形装置２００によれば、複数の拡管ステージを備えることで、拡管工程を複数回に分けて実施でき、アルミニウム管部材１３をより複雑な形状に電磁成形できる。また、一つの拡管ステージで加工する場合と比較して、電磁成形コイル部の配置や管内での移動が煩雑とならず、また、複数の拡管ステージでの電磁成形を同時進行させることができる。よって、タクトタイムの更なる短縮が図れ、より高効率な電磁成形が可能となる。

そして、複数の拡管ステージのそれぞれに電磁成形コイル部を配置することにより、一段目の拡管ステージＳＴ２ではかしめ接合、二段目の拡管ステージＳＴ３ではエンボス加工といった、各段で異なる加工が可能となる。上記以外にも、例えば、一段目では拡管を行い、二段目、三段目、等でアルミニウム管部材に平坦な張出部を設けることや、ビードやエンボス加工、穴加工、バーリング加工等を施すこともできる。このように、本構成の電磁成形装置２００によれば、電磁成形に加え、種々の加工を組み合わせる多様な加工形態であっても、これを簡単に実施でき、汎用性を高めた構成にできる。

なお、本構成の電磁成形装置２００においても、図中点線で示すように、管挿入ステージＳＴ１の治具プレート３１の軸方向両側からそれぞれアルミニウム管部材を移動させて治具プレート３１にセットする構成であってもよい。

図１２Ａは大径管部材と小径管部材とが金型にセットされた電磁成形前の状態を示す断面図、図１２Ｂは図１２Ａの電磁成形後の状態を示す断面図である。
図１２Ａに示すように、この場合のアルミニウム管部材は、小径管部材２３と、小径管部材２３より大径の大径管部材２１からなる。小径管部材２３の管端部２３ａが大径管部材２１の管端部２１ａに挿入され、径方向に重なる重なり部を形成する。この重なり部の外側に金型７６が配置される。

金型７６は、一対の割り型７６Ａ，７６Ｂからなり、大径管部材２１に対面するそれぞれの型面には、直線溝７９と円環溝８１とが形成される。また、小径管部材２３の重なり部における管内には、電磁成形コイル部２９が配置される。

電磁成形コイル部２９を通電すると、図１２Ｂに示すように、小径管部材２３が拡管される。小径管部材２３の拡管によって、その外側の大径管部材２１も拡径される。その結果、大径管部材２１と小径管部材２３の重なり部は、割り型７６Ａ，７６Ｂの直線溝７９と円環溝８１に押し当てられて、円環溝８１による環状の突起部８８が形成される。突起部８８では、大径管部材２１と小径管部材２３とが相互にかしめられた状態となり、互いに堅固に接合される。

なお、電磁成形するアルミニウム管部材は、大径管部材と小径管部材との２つの管部材を接合する構成の他、３つ以上の管部材が接合された構成であってもよい。

このように、本発明は上記の実施形態に限定されるものではなく、実施形態の各構成を相互に組み合わせることや、明細書の記載、並びに周知の技術に基づいて、当業者が変更、応用することも本発明の予定するところであり、保護を求める範囲に含まれる。

例えば、治具プレートの基板は、単一板に限らず、複数枚の基板の積層構造からなる構造体であってもよい。

以上の通り、本明細書には次の事項が開示されている。
（１） アルミニウム管部材の電磁成形装置であって、
基板を有する治具プレートと、
前記基板上に設けられ、前記アルミニウム管部材を支持する支持部材と、
前記支持部材に支持された前記アルミニウム管部材の軸方向に移動可能な電磁成形コイル部と、
を備え、
前記治具プレートの前記基板の上面と下面の少なくとも一方の全面に、絶縁層が設けられているアルミニウム管部材の電磁成形装置。
このアルミニウム管部材の電磁成形装置によれば、アルミニウム管部材の管内に電磁成形コイル部を挿入し、電磁成形コイル部を所望の成形位置に配置した状態で電磁成形コイル部を通電することにより、アルミニウム管部材を簡単に電磁成形できる。そして、治具プレートの基板に絶縁層を設けることで、電磁成形時にアルミニウム管部材に生じる誘導電流を、治具プレートを介して他の部材に導通させることを防止できる。これにより、電磁成形に必要な誘導電流の流出がなくなり、アルミニウム管部材の電磁成形量を確保でき、高精度な電磁成形が可能となる。

（２） 前記治具プレートは、前記基板の下面に前記絶縁層が設けられ、前記絶縁層を介して支持されている（１）に記載のアルミニウム管部材の電磁成形装置。
このアルミニウム管部材の電磁成形装置によれば、電磁成形時に発生する誘導電流が治具プレートの下方の支持側と導通して流出することがない。

（３） 前記アルミニウム管部材は、該アルミニウム管部材の外周を覆って設けられる剛性部材を備え、前記剛性部材を介して前記支持部材に支持されている（１）又は（２）に記載のアルミニウム管部材の電磁成形装置。
このアルミニウム管部材の電磁成形装置によれば、電磁成形時の誘導電流が流出することなく、アルミニウム管部材を剛性部材に堅固にかしめ固定できる。

（４） 前記アルミニウム管部材の外周を覆うキャビティを備え、周方向に複数に分割された金型が、前記治具プレートの前記基板上に配置された（１）〜（３）のいずれか一つに記載のアルミニウム管部材の電磁成形装置。
このアルミニウム管部材の電磁成形装置によれば、アルミニウム管部材の管内における金型の位置に電磁成形コイル部を配置し、電磁成形コイル部を通電することで、アルミニウム管部材をキャビティに応じた形状に成形できる。

（５） 前記金型の分割面の少なくとも一部に、絶縁被膜が形成されている（４）に記載のアルミニウム管部材の電磁成形装置。
このアルミニウム管部材の電磁成形装置によれば、金型のパーティング面間にスパークが発生することを防止できる。

（６） 前記分割面の前記キャビティを画成する領域に、前記絶縁被膜が形成されている（５）に記載のアルミニウム管部材の電磁成形装置。
このアルミニウム管部材の電磁成形装置によれば、アルミニウム管部材と金型との間でスパークが発生することを防止できる。

１１，１１Ａ 成形体
１５，１７，１９Ａ，１９Ｂ ブラケット（剛性部材）
２１ 大径管部材（アルミニウム管部材）
２３ 小径管部材（アルミニウム管部材）
２９ 電磁成形コイル部
２９Ａ 第１電磁成形コイル部
２９Ｂ 第２電磁成形コイル部
２９Ｃ 第３電磁成形コイル部
２９Ｄ 第４電磁成形コイル部
３０Ａ 第１コイルユニット
３０Ｂ 第２コイルユニット
３０Ｃ 第３コイルユニット
３０Ｄ 第４コイルユニット
３１，３１Ａ 治具プレート
４１ 基板
４３，４５，４７，４９ 支持部材
５９ 貫通孔
７１，７３ エンボス部
７５，７７ 金型
８５ 絶縁層
８６ 絶縁被膜
７５Ａ，７５Ｂ，８９Ａ，８９Ｂ 割り型
１００，２００ 電磁成形装置

Claims (6)

1. アルミニウム管部材の電磁成形装置であって、
   基板を有する治具プレートと、
   前記基板上に設けられ、前記アルミニウム管部材を支持する支持部材と、
   前記支持部材に支持された前記アルミニウム管部材の軸方向に移動可能な電磁成形コイル部と、
   を備え、
   前記治具プレートの前記基板の上面と下面の少なくとも一方の全面に、絶縁層が設けられているアルミニウム管部材の電磁成形装置。
2. 前記治具プレートは、前記基板の下面に前記絶縁層が設けられ、前記絶縁層を介して支持されている請求項１に記載のアルミニウム管部材の電磁成形装置。
3. 前記アルミニウム管部材は、該アルミニウム管部材の外周を覆って設けられる剛性部材を備え、前記剛性部材を介して前記支持部材に支持されている請求項１又は請求項２に記載のアルミニウム管部材の電磁成形装置。
4. 前記アルミニウム管部材の外周を覆うキャビティを備え、周方向に複数に分割された金型が、前記治具プレートの前記基板上に配置された請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載のアルミニウム管部材の電磁成形装置。
5. 前記金型の分割面の少なくとも一部に、絶縁被膜が形成されている請求項４に記載のアルミニウム管部材の電磁成形装置。
6. 前記分割面の前記キャビティを画成する領域に、前記絶縁被膜が形成されている請求項５に記載のアルミニウム管部材の電磁成形装置。

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